专题65 探究性综合实验（教师版）

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1．（2020 年新课标Ⅰ）为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。

回答下列问题：

（1）由 FeSO4·7H2O固体配制 0.10 mol·L−1 FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、_________(从下列图

中选择，写出名称)。

（2）电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并

且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择____________作为电解质。

阳离子 u∞×108/(m2·s−1·V−1)阴离子 u∞×108/(m2·s−1·V−1)

Li+4.07 4.61

Na+5.19 7.40

Ca2+ 6.59 Cl−7.91

专题 65 探究性综合实验

K+7.62 8.27

（3）电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。

（4）电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中 c(Fe2+)增加了 0.02 mol·L−1。石墨电极上未见 Fe 析出。可知，

石墨电极溶液中 c(Fe2+)=________。

（5）根据（3）、（4）实验结果，可知石墨电极的电极反应式为_______，铁电极的电极反应式为______

_。因此，验证了 Fe2+氧化性小于________，还原性小于________。

（6）实验前需要对铁电极表面活化。在 FeSO4溶液中加入几滴 Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，

铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_______。

【答案】（1）烧杯、量筒、托盘天平（2）KCl （3）石墨（4）0.09mol/L

（5）Fe3++e-=Fe2+ Fe-2e-=Fe2+ Fe3+ Fe

（6）取活化后溶液少许于试管中，加入 KSCN 溶液，若溶液不出现血红色，说明活化反应完成

【解析】（1）由 FeSO4·7H2O固体配制 0.10mol·L-1FeSO4溶液的步骤为计算、称量、溶解并冷却至室温、

移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶、贴标签，由 FeSO4·7H2O固体配制 0.10mol·L-1FeSO4溶液需要的仪器

有药匙、托盘天平、合适的量筒、烧杯、玻璃棒、合适的容量瓶、胶头滴管，故答案为：烧杯、量筒、

托盘天平。

（2）Fe2+、Fe3+能与反应，Ca2+能与反应，FeSO4、Fe2(SO4)3都属于强酸弱碱盐，水溶液呈酸

性，酸性条件下能与 Fe2+反应，根据题意“盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应”，

盐桥中阴离子不可以选择、，阳离子不可以选择 Ca2+，另盐桥中阴、阳离子的迁移率

（u∞）应尽可能地相近，根据表中数据，盐桥中应选择 KCl 作为电解质，故答案为：KCl。

（3）电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极为负极，石墨电极为正极，盐桥中阳离子向正极

移动，则盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中，故答案为：石墨。

（4）根据（3）的分析，铁电极的电极反应式为 Fe-2e-=Fe2+，石墨电极上未见 Fe 析出，石墨电极的电极反

应式为 Fe3++e-=Fe2+，电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中 c（Fe2+）增加了 0.02mol/L，根据得失

电子守恒，石墨电极溶液中 c（Fe2+）增加 0.04mol/L，石墨电极溶液中 c（Fe2+）=0.05mol/L+0.04mol/

L=0.09mol/L，故答案为：0.09mol/L。

（5）根据（3）、（4）实验结果，可知石墨电极的电极反应式为 Fe3++e-=Fe2+，铁电极的电极反应式为 Fe-

2e-=Fe2+；电池总反应为 Fe+2Fe3+=3Fe2+，根据同一反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物、还原剂的

还原性强于还原产物，则验证了 Fe2+氧化性小于 Fe3+，还原性小于 Fe，故答案为：Fe3++e-=Fe2+ ，Fe-2e-

=Fe2+ ，Fe3+，Fe。

（6）在 FeSO4溶液中加入几滴 Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化，发生的

反应为 Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4，要检验活化反应完成，只要检验溶液中不含 Fe3+即可，检验活化反应完

成的方法是：取活化后溶液少许于试管中，加入 KSCN 溶液，若溶液不出现血红色，说明活化反应完

成，故答案为：取活化后溶液少许于试管中，加入 KSCN 溶液，若溶液不变红，说明活化反应完成。

2．[2019 北京] 化学小组实验探究 SO2与AgNO3溶液的反应。

（1）实验一：用如下装置（夹持、加热仪器略）制备 SO2，将足量 SO2通入 AgNO3溶液中，迅速反应，

得到无色溶液 A和白色沉淀 B。

①浓H2SO4与Cu 反应的化学方程式是____________________________________。

②试剂a是____________。

（2）对体系中有关物质性质分析得出：沉淀 B可能为 Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。（资料：

Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3难溶于水）

实验二：验证 B的成分

①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：__________。

② 加入盐酸后沉淀 D大部分溶解，剩余少量沉淀 F。推断 D中主要是 BaSO3，进而推断 B中含有

Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实 B中含有 Ag2SO3。所用试剂及现象是_____

_____。

（3）根据沉淀 F的存在，推测的产生有两个途径：

途径 1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成 Ag2SO4，随沉淀 B进入 D。

途径 2：实验二中，被氧化为进入 D。

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